Нужна ли школе виртуальная биология. Журнал Биология в школе.. Нужна ли школе виртуальная биология. Методика преподавания
 Скачать 7.01 Mb.
|
IX ^  \£Г  Сахарофосфатный остов 3’- конец НО Н 5'- конец/. Комплементарные азотистые основания Рис. 1. Структура ДНК с учётом полярности цепей и антипараллельности двойной спирали. Рисунок из учебника [3, с. 49]. Игнорирование этих двух фактов привело к принципиально неверным решениям составленных заданий ЕГЭ лементарная пара представлена цепями 1) и 2). В действительности же эта пара представлена цепями 1) и 3). В этом простом задании мы продемонстрировали важность учёта полярности цепей нуклеиновых кислот, и безусловно, что такого рода нюансы могут и должны быть включены в качестве компонента решений ряда заданий, отсутствующих сейчас в том числе и в материалах ЕГЭ. Последнее актуально ещё и потому, что задания по молекулярной биологии в ЕГЭ всё же в определённой степени однообразны и в большинстве случаев сводятся к нескольким шаблонным вариантам. Такого рода уточнение трудно отнести к заметному усложнению материала: напротив, конкретизация этого неоднозначного момента должна прояснять изучаемую тему. Отсутствие в записях первичных структур цепей нуклеиновых кислот 5'- и З'-концов делает формулировки заданий и решений недостаточно конкретными и чёткими. Фактически антипараллельность нитей в двойной спирали ДНК отмечена в учебниках [3, 4] (рис. 1). Изображённая на нижней половине рисунка одна цепь ДНК-дуплекса имеет первичную структуру 5’-ЦАТАТЦАТАЦГТААТ-3', тогда как комплементарная ей — 5'-АТТАЦГТАГАТАТГ-3'. Однако педагогически более уместно и нагляднее этот принцип сформулирован в учебнике профильного уровня для 10-11 классов под редакцией Шумного В.К. и Дымшица Г.М. [2] как принцип антипараллельности: «Напротив 5'-конца одной цепи находится 3'-конец комплементарной цепи» (с. 47). Данное утверждение справедливо как для двойных спиралей ДНК и РНК, так и для гетеродуплекса РНК-ДНК, образующегося, например, при транскрипции ДНК. Теперь, возвращаясь к сформулированному ранее заданию из примера №1, можно ответить на вопрос, почему же для цепи АТАГЦТГААЦГГАЦТ последовательность УАУЦГАЦУУГЦЦУГА не является комплементарной. Смотрим на последовательность АТАГЦТГААЦГГАЦТ из сформулированной выше задачи. Ни 5'-, ни З'-концы здесь не указаны. Внимательному школьнику, знакомящемуся с учебным материалом, скажем, по школьному учебнику [2]. остаётся лишь догадываться, что последовательности ДНК пишут как раз с 5’-конца, что действительно соответствует давно установившимся традиционным правилам [8, с. 202], чёткая формулировка которых игнорируется в учебном материале. В этом случае правильным ответом будет уже другая последовательность, написанная как раз в соответствии с принципом антипараллельности ДНК — АГТЦЦГТТЦАГЦТАТ. Как видим, правильный ответ для одной из самых распространённых задач ЕГЭ в принципе другой. Оправданием этой серьёзной ошибки не может быть ссылка на мнимое упрощение материала. Напротив, отработка материала с учётом наличия 5'- и З'-концов на отдельных цепях нуклеиновых кислот, а также учёт принципа антипараллельности структуры двойной спирали позволяют устранить двусмысленности в изложении этого ключевого материала, на основе которого формулируется множество задач, в том числе и в ЕГЭ. Биология как наука не сводится к описательной стороне. В рамках изученного материала необходимо не бояться уметь делать логические построения, что очень трудно при невнятном и ошибочном изложении материала. По нашему мнению ситуация в данном случае похожа на ту, как если бы в задачах по геометрии мы «боялись» бы давать чёткие определения геометрических фигур или в физике чётко формулировать понятие температуры, а оперировали лишь приближёнными категориями, оправдывая свои ошибки боязнью усложнения материала. ОШИБКИ В ИЗЛОЖЕНИИ МЕХАНИЗМОВ РЕПЛИКАЦИИ ДНК Игнорирование факта антипараллельности цепей ДНК негативно отразилось также и в изложении учебного материала, связанного с репликацией ДНК. Рассмотрим схему репликации (рис. 2), изображённую в одном из учебников. Что можно увидеть, глядя на данный рисунок? В верхней части репликационной вилки хорошо видно, что фермент ДНК-полимераза находится на свободном конце растущей нити, что вполне понятно. Хорошо известно, что нить растёт всегда в направлении 5'-3', т. е. новые нуклеотиды присоединяются всегда к З'-концу.  Рис. 2. Схема репликации ДНК. Рисунок из учебника [3, с. 110] Что школьник должен понять, глядя на нижнюю цепь? Здесь ДНК-полимераза не присоединена к растущей части цепи, что неизбежно должно вызывать вопросы у внимательного школьника, который должен додумывать, почему в такой странной позиции находится ДНК-полимераза. Авторы учебника умалчивают об этой странности при всём при том, что антипараллельность ДНК-дуплекса авторами данного учебника предварительно уже была рассмотрена. Авторы другого учебника [6], правомерно указывая на то, что реально репликация происходит сложнее, тем не менее поместили в учебник схему с |